Conservation, Mobilization and Study of Plant Genetic Resources

pdf-version

Latent time characteristic of some species of Cactaceae family cultivated in Peter the Great Botanical garden

Жизненный цикл любого растения делится на разные периоды и фазы. Латентный период, как и прорастание семян, является ключевым этапом на начальной фазе роста и развития особи. Размножение растений семенами, основной метод воспроизводства вида, имеет особое значение для распространения и сохранения вида.

Анализ литературы показывает, что биологии прорастания семян многих видов семейства Cactaceae уделяют достаточно внимания (Bregman, Bouman, 1983; Rojas-AreHchiga, VaHzquez-Yanes, 2000; Rodríguez-Ortega et al., 2006; Gurvich et al., 2008; Larrea-Alcázar, López , 2008; De la Rosa-Manzano, Briones, 2010; Martins et al., 2012; Sosa Pivatto et al., 2014; Bauk et al., 2017). На примере видов рода Mammillaria, произрастающих в Мексике, видно, что исследователи больше внимания уделяют только редким видам, произрастающим в природе (Flores-Martínez et al., 2002, 2008; Genis et al., 2002; Rodríguez-Ortega et al., 2006; Carbajal et al., 2010; Santini, Martorell, 2013).

Для рода Mammillaria было показано, что семена разных видов имеют не одинаковую массу 1000 шт.; при хранении она несколько снижается (на 5-15 %). Число семян в плодах видов рода Mammillaria варьирует от 3-10 до 70-100. Лабораторная всхожесть колеблется в широких пределах. Так семена, хранившиеся 6 лет в условиях лаборатории, начинают прорастать через 2 недели. Процесс растянут во времени (до 57 дней); при этом их всхожесть составила 47 %. Cемена, хранившиеся 5 лет, начинают прорастать лишь на 30 день опыта. Их лабораторная всхожесть (за 57 дней) достигла всего 36 %. Совершенно иная картина прорастания была отмечена у свежесобранных семян ряда видов рода Mammillaria. Начиная с 28 дня опыта, начали прорастать семена M. bocasana. Активное прорастание семян у M. columbiana отмечалось через 34-36 дней от начала проращивания, а у M. prolifera subsp. multiceps – на 46-48 день. M. parkinsonii – на 49 день опыта. За период наблюдения, в течение 65 дней, всхожесть свежесобранных семян 5 видов Mammillaria составила от 10 % (M. parkinsonii) до 94 % (M. columbiana) (Ткаченко, 2019).

Семена, собранные в местах естественного произрастания, часто имеют низкую всхожесть, что вызывает интерес к обработке репродуктивных диаспор разными стимуляторами. Было показано, что обработка химическими соединениями семян ряда видов, принадлежащих к родам Rebutia, Aylostera, Mediolobivia и Sulcorebutia (Cactaceae), выявила, что прорастание было оптимальным, когда семена погружали на 8 часов в водный раствор, который содержал нитрофенолат натрия (1,8 %), и процент прорастания уменьшался, когда использовали только водопроводную воду. Максимальная всхожесть получена для семян, которые погружены на 8 часов в водный раствор, который содержал 9 % нафталинуксусной кислоты. Прорастание полностью блокировалось, когда семена обрабатывали салициловой и ацетилсалициловой кислотами. Поскольку процесс получения новых растений у видов семейства Cactaceae достаточно сложен, накопление данных по повышению прорастания с использованием обработок разными химическими соединениями может быть полезной для семеноводства (Mihalte et al., 2011).

В коллекции Ботанического сада Петра Великого БИН РАН насчитывается около 1100 видов семейства Cactaceae. Значительное число из них ежегодно цветёт, некоторые виды цветут редко, многие виды образуют плоды ежегодно, ряд же видов образуют плоды с большим перерывом (от 2 до 5-7 лет). Собираемые семена используются как для поддержания вида в коллекции, так и включаются в Index seminum (Delectus) для последующего обмена между ботаническими садами и коллекционерами. Семена видов, которые редко цветут и не регулярно плодоносят необходимо хранить долго, в связи с чем и возникает вопрос об оценке качестве получаемых семян и максимальных сроках их хранения и возможности использования для выращивания.

Цель настоящей работы – выявить особенности латентного периода (определение числа семян в плоде, массы 1000 шт. семян, влияние длительности хранения семян на их всхожесть) ряда видов некоторых родов семейства Cactaceae, культивируемых в Ботаническом саду Петра Великого.

Материалом служили как свежесобранные, так и хранимые в условиях семенной лаборатории от 3-5 до 7-12 лет семена 80 образцов некоторых видов следующих родов: Aylostera, Blossfeldia, Chilita, Cleistocactus, Copiapoa, Coryphantha, Discocactus, Echinocactus, Echinopsis, Eriosyce, Ferocactus, Frailea, Matucana, Mediolobivia, Melocactus, Neochilenia, Neomammillaria, Parodia и Rebutia, собранные с коллекционных растений, культивируемых в оранжереях Ботанического сада Петра Великого Ботанического института имени В. Л. Комарова РАН. Традиционно, плоды кактусов после сбора высушивали, и в таком виде они хранились в семенной лаборатории. Перед постановкой опытов плоды чистили, определяли число семян в плоде и массу 1000 штук семян. Всхожесть семян определяли в лабораторных условиях (при постоянной температуре 22-25° С и естественном освещении), в стандартных стеклянных чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной водопроводной водой; без применения каких-либо стимуляторов или изменения светового и/или температурного режимов, с учётом методических рекомендаций (Ишмуратова, Ткаченко, 2009).

Настоящая работа является продолжением изучения особенностей латентного периода видов родов семейства Cactaceae, имеющихся в коллекции живых растений Ботанического сада Петра Великого БИН РАН (Tkachenko, 2011; Ткаченко, 2018, 2019).

Данные для 80 образцов некоторых видов родов Aylostera, Blossfeldia, Chilita, Cleistocactus, Copiapoa, Coryphantha, Discocactus, Echinocactus, Echinopsis, Eriosyce, Ferocactus, Frailea, Matucana, Mediolobivia, Melocactus, Neochilenia, Neomammillaria, Parodia и Rebutia, полученные по числу семян в плоде, массе 1000 штук семян и их всхожести в зависимости от длительности хранения в условиях лаборатории, представлены в табл. 1.

 Таблица 1. Число семян в плоде, масса 1000 штук семян и всхожесть некоторых видов семейства Cactaceae в зависимости от сроков хранения.

 Table 1. The number of seeds in the fruit, the mass of 1000 seeds and the germination of some species of the Cactaceae family, depending on the shelf life.

Примечание: перед скобками приведено название вида согласно сайта The Plant List (2013), а в скобках указано то название, под которым данный образец числится в коллекции Ботанического сада Петра Великого БИН РАН; пустые ячейки – отсутствие данных.

 Note: the name of the species according to The Plant List (2013) is given in front of the brackets, and the name under which this sample is listed in the collection of the Peter the Great Botanical Garden of the BIN RAS is indicated in brackets; empty cells - lack of data.

Из приведённых в табл. 1 данных видно, что в условиях оранжерей Ботанического сада Петра Великого в разные годы один и тот же вид образует разное, но близкое по значению, число семян в плоде, имеющих относительно разную массу 1000 шт. семян. Флуктуация результатов по годам во многом, по-видимому, объясняется числом солнечных дней и дневными температурами в период цветения, а так же агротехническими мероприятиями (частотой и составом подкормок, обработками растений от болезней и вредителей), которые доступны садоводам. В таблице прослеживается факт того, что с увеличением срока хранения семян в лабораторных условиях, всхожесть их у ряда видов некоторых родов снижается.

Рис. 1. Динамика прорастания семян Aylostera fiebrigii (Gürke) Backeb. разных лет урожая. По оси ординат – число проросших семян, по оси абсцисс – дни опыта.

Fig. 1. Dynamics of seed germination Aylostera fiebrigii (Gürke) Backeb. Different years of harvest. On the ordinate axis - the number of germinated seeds, on the abscissa axis - the days of the experiment.

В табл. 2 представлена динамика прорастания семян Parodia comarapana разных лет сбора.

Table 2. The dynamics of seed germination Parodia comarapana Cárdenas in different years of collection.

Из данных табл. 3 видно, что в разные годы качество семян одного вида различается. И при хранении в условиях лаборатории семена по-разному теряют всхожесть. Некоторые виды (например, Aylostera pseudodeminuta и Rebutia deminuta до 9-10 лет сохраняют всхожесть семян на высоком уровне. При этом образец семян Aylostera pseudodeminuta за 6 лет хранения потерял всхожесть до 5 %.

Таким образом, для издаваемых и рассылаемых «Перечней семян» (Index seminum, Delectus) можно использовать семена, хранимые в семенной лаборатории более 3-4, максимально до 5 лет. Однако хранить семена кактусов дольше 7 лет всё же не следует, хотя какие-то образцы семян могут быть и жизнеспособными. Длительно (до 10 лет) можно хранить семена лишь тех видов, которые не регулярно цветут и редко образуют семена.

 Table 3. Dynamics of seed germination of species of the genera's Aylostera and Rebutia in different years of collection.

Примечание: пустые ячейки – нет данных.

Note: empty cells - no data.

Условия закрытого грунта Ботанического сада Петра Великого БИН РАН достаточны для культивирования видов разных родов семейства Cactaceae. Это позволяет значительному большинству видов не только цвести и образовывать плоды, но и формировать полноценные, жизнеспособные семена. 

Жизнеспособность семян значительного числа видов разных рода Cactaceae сохраняется длительное время (как минимум 4-5 лет). У некоторых видов семена сохраняют всхожесть до 10 лет.

В семенной лаборатории Ботанического сада, занимающейся отправкой репродуктивных диаспор по «Перечням спор, плодов и семян для обмена» (Index seminum, Delectus) семена видов разных родов семейства Cactaceae можно хранить несколько лет (от 3 до 5, максимум – до 7) и использовать их для рассылки в другие ботанические учреждения страны и мира.

Работа выполнена в рамках госзадания по плановой теме «Коллекции живых растений Ботанического института им. В. Л. Комарова (история, современное состояние, перспективы использования)», номер АААА-А18-118032890141-4.